你需要了解的 RAM 分类基础知识! 内存类型详解
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从计算机诞生至今，RAM（随机存取内存）在架构和形态上都经历了重大变革。它们主要分为两种类型：SRAM（静态随机存取内存）和 DRAM（动态随机存取内存）。
DRAM 又可细分为同步和异步两种类型：
- 同步 RAM 与时钟信号同步运作，速度更快，但价格较高。
- 异步 RAM 与时钟信号不同步，速度较慢，但成本低。
SRAM 和 DRAM 这两种类型的 RAM 目前仍然被广泛应用，但适合于各自不同的使用场景。
现代计算机普遍使用的 DDR SDRAM 已经发展到 DDR5（第五代）。DDR SDRAM 属于同步 RAM，提供了更高的速度和性能。
需要注意的是，RAM 通常不支持向后兼容，而且有多种形态和封装（例如 DIMM、SO-DIMM、UDIMM 等），因此在选择 RAM 时必须慎重。
大多数服务器和工作站会选择使用 ECC RAM，这类内存可以自动检测并纠正错误，极大地提升了系统的稳定性和可靠性。
面对市面上琳琅满目的 RAM 类型，普通消费者往往会感到选择困难，甚至无从下手。接下来，本文将详细解读各类 RAM 及其特性，旨在帮助你深入理解内存的基础知识，以便为自己的系统选配最合适的 RAM。
按内存结构分类
RAM 可根据其内部结构分为两大类：静态随机存取内存（SRAM）和动态随机存取内存（DRAM）。
SRAM：静态随机存取内存
SRAM 示例
SRAM 由晶体管和基础的翻转电路构成，每个存储单元由 6 个晶体管和一个复杂的内部架构组成，它能够与 PC 的电路速度保持一致。SRAM 运行速度要比 DRAM 要快得多，它主要用于存储需要快速访问的数据，例如：
- CPU 缓存（L1、L2 和 L3 缓存虽然都是基于 SRAM，但速度上存在差异）
- 高端显卡或打印机的缓冲区
- 手机和智能手表中频繁访问的数据区
相较于 DRAM，SRAM 的存储容量较小，制造成本也更高。
DRAM：动态随机存取内存
DRAM 示例
DRAM 的每个存储单元由一个电容器和一个晶体管来构成基本电路。它的存储容量大，但速度不及 SRAM。而且 DRAM 需要（每隔几毫秒）进行周期性刷新，以防止电容器内的电荷逐渐流失，导致存储在其中的数据丢失。
SRAM 和 DRAM 的区别
| 指标 | SRAM | DRAM |
|---|---|---|
| 速度 | 快 | 慢 |
| 容量 | 小 | 大 |
| 成本 | 高 | 低 |
| 应用场景 | CPU 缓存、专用显卡、打印机缓冲区 | 主内存 |
DRAM 的分类
DRAM（动态随机存取内存）是现代计算机中最常见的内存类型。根据其与系统时钟的同步方式不同，DRAM 分为两大类：异步 DRAM（ADRAM）和同步 DRAM（SDRAM）。
ADRAM：异步 DRAM 的分类
异步 DRAM（ADRAM）是较早时期的内存技术，它的工作频率不与 CPU 的时钟频率同步。在 ADRAM 的时代，CPU 在请求数据后，往往需要等待内存控制器完成一系列操作，这个过程包括地址设置、行激活、读取数据等，这些操作都是独立于 CPU 时钟的。
ADRAM 的这种设计在初期的计算机系统中表现良好，因为那时的 CPU 运行频率并不高。但随着 CPU 运行频率的提升，ADRAM 的性能就成为了瓶颈，这就促使了同步 DRAM 的发展。
SDRAM：同步 DRAM 的分类
目前，现代计算机内存插槽中的大多数内存条都是同步 DRAM（SDRAM）。所谓「同步」，是指内存运行频率与计算机系统的时钟频率同步，这确保了数据交换和处理的高效性。
SDRAM 又可以分为以下几种类型：
- SDR SDRAM：作为 SDRAM 的初始版本，SDR SDRAM 的数据传输速率通常是 64 位/时钟周期，具体与时钟频率和数据总线宽度有关。它之所以被称为单数据速率（SDR）RAM，是因为它在每个时钟周期只传输一次数据给 CPU。
SDR SDRAM 示意
- DDR SDRAM：DDR SDRAM 是 SDRAM 的改进版本，DDR 意味着它在时钟的上升沿和下降沿两次进行数据传输，因此一个周期内可以传输 2 次数据。从 DDR1 到 DDR5，每一代 DDR 都有独特的内部架构，通常不支持向后或向前兼容。因此，在选购内存条时，必须确保其与主板和 CPU 兼容。
DDR SDRAM 示意
- GDDR SDRAM：即图形 DDR SDRAM（也就是显存），主要用于图形处理任务，也会在一些需要高带宽的计算任务中使用，如人工智能领域等。与存储 CPU 数据的 DDR RAM 不同，GDDR 是安装在显卡上的视频 RAM（VRAM）。从 GDDR 到 GDDR6X，GDDR 同样有多个版本。不过，由于显卡通过 PCIe 扩展插槽连接，所以 GDDR RAM 通常不会遇到兼容性的问题。
按内存外观规格分类
市面上常见的 RAM 形状和尺寸主要有以下几种：
- DIMM（双列直插式内存模块）：这是台式电脑中最常用的 RAM 规格。DIMM 通常拥有较长的印刷电路板和更多的引脚，以适应台式机的较大空间和更高的性能需求。
- SO-DIMM（小型轮廓双列直插内存模块）：为了适应笔记本电脑的紧凑设计，SO-DIMM 比 DIMM 要短，引脚数量也相对较少。尽管体积更小，但仍然能提供良好的性能，以满足移动设备的需求。
DIMM 和 SO-DIMM 尺寸对比
在 DIMM 和 SO-DIMM 成为主流之前，还存在过其他类型的内存模块，比如：
- SIMM（单列直插式内存模块）：较早的内存形式，现在已经基本淘汰。
- RIMM（雷姆内存模块）：是一种由 Rambus 公司开发的内存技术，由于成本和热量问题，已经逐渐被市场淘汰。
- SORIMM（小型轮廓单列直插式内存模块）：类似于 SO-DIMM，如今已很少被使用。
SO-DIMM 用于笔记本电脑，DIMM 用于台式机。
ECC 内存
ECC RAM 是一种设计用来提高数据准确性和系统可靠性的内存类型，它通过通过 hamming 码等奇偶校验的方法来检测和更正内存中的错误。ECC 内存通常用于对稳定性和数据完整性要求极高的系统，如服务器和工作站。
ECC 内存
内存的选择建议
在选择适合你系统的 RAM 类型时，需要考虑以下几个关键因素：
- 内存类型：台式机多数情况下使用 DIMM 内存条，而笔记本电脑则采用 SO-DIMM 内存条。
- DDR 版本：虽然 DDR4 是目前市场上最普遍的类型，但随着技术的发展，DDR5 正在迅速普及。如果你的主板支持并且预算充足，选择 DDR5 可以获得更好的性能。
- 内存容量：确保内存容量不超过主板和 CPU 支持的最大限制。
- 内存频率：内存频率越高，数据传输速度越快。
- 内存延迟（CL 值）：内存的 CL 值越低，指令的响应速度越快。
- 内存的功耗：内存的功耗与类型、频率、容量等因素有关，不同厂商的 RAM 也会有功耗差异。在选择内存时，应考虑系统的整体功耗需求。
- 内存的兼容性：不同类型、版本、频率的内存之间可能存在兼容性问题。在购买内存之前，应仔细查看主板和 CPU 的兼容性列表。
- ECC 内存：如果你的工作负载涉及大量的内存运算，使用 ECC 内存可以确保数据的准确性。
DDR4 和 DDR5 内存是可以兼容的，但需要主板芯片组支持这两种标准。不过频率可能会有差异，导致效能下降。
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下表是根据不同用户需求的 RAM 使用建议：
| 用户类型 | 内存类型 | 内存容量 | 内存频率 | ECC | 用途 |
|---|---|---|---|---|---|
| 普通用户 | DDR4 | 8GB 或 16GB | 2666MHz 或 3200MHz | 否 | 日常办公、上网、娱乐 |
| 游戏玩家 | DDR5 | 16GB 或 32GB | 4000MHz 或以上 | 否 | 游戏 |
| 专业用户 | DDR4 或 DDR5 | 32GB 或以上 | 根据需求选择 | 是 | 视频编辑、数据处理、科学计算等 |